Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Bài toán cho:
- Một xilanh gồm hai phần cách nhiệt, đặt nằm ngang.
- Pit-tông ở vị trí cân bằng ban đầu, mỗi phần có chiều dài 30 cm.
- Áp suất ban đầu: P₁ = P₂ = 2 atm
- Nhiệt độ ban đầu: T₁ = T₂ = T₀ (chưa cho biết cụ thể)
- Muốn pit-tông dịch chuyển 2 cm (từ 30 cm lên 32 cm hoặc 28 cm), hỏi phải nung nóng phần khí bên nào lên bao nhiêu độ C.
Giải:
Giả sử pit-tông dịch chuyển 2 cm sang bên phải, tức thể tích phần bên phải tăng lên 32 cm, phần bên trái giảm xuống 28 cm.
Gọi:
- V₁ ban đầu = V₂ ban đầu = V₀ = 30 (đơn vị cm)
- V₁ sau khi dịch chuyển = V₀ - 2 = 28
- V₂ sau khi dịch chuyển = V₀ + 2 = 32
Khí lí tưởng, số mol n không đổi trong mỗi phần.
Áp suất ban đầu cân bằng: P₀ = 2 atm
Nhiệt độ ban đầu: T₀ (giả sử T₀ tính bằng K)
Ở trạng thái cân bằng mới, áp suất hai bên bằng nhau (áp suất cân bằng):
P₁ = P₂ = P
Ta có phương trình trạng thái khí lí tưởng:
P V = n R T
- Phần không nung nóng (nhiệt độ không đổi T₀):
P V₁ = n R T₀ => P = n R T₀ / V₁
- Phần nung nóng lên nhiệt độ T:
P V₂ = n R T => P = n R T / V₂
Do áp suất cân bằng P bằng nhau:
n R T₀ / V₁ = n R T / V₂
Rút gọn nR:
T₀ / V₁ = T / V₂ => T = T₀ (V₂ / V₁)
Thay số:
T = T₀ × (32 / 28) = T₀ × (8/7) ≈ 1.1429 T₀
Chênh lệch nhiệt độ:
ΔT = T - T₀ = T₀ × (8/7 - 1) = T₀ × (1/7) ≈ 0.1429 T₀
Giả sử nhiệt độ ban đầu T₀ = 27°C = 300 K (thường lấy 27°C = 300 K để tính nhanh)
ΔT ≈ 0.1429 × 300 K ≈ 42.9 K
Vậy cần nung nóng khí lên khoảng 43°C để pit-tông dịch chuyển 2 cm sang bên tăng thể tích.
Đáp án: Cần nung nóng khí lên khoảng 43°C.
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
0/5(0 đánh giá)
0
0 bình luận
Bình luận
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.